CN103223320A - 一种平衡加压式高效消解装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种平衡加压式高效消解装置，该装置包括压力容器、加压单元、加热块、加热电阻丝、空气降温管路、空压机、样品管及出气管；加压单元与压力容器连通，加热块设在压力容器内，加热电阻丝与加热块连接，空气降温管路穿插在加热块内部，空气降温管路的一端与设在压力容器外部的空压机连接，另一端延伸到压力容器的外部，样品管插在加热块上，出气管的一端设在压力容器内部，另一端延伸到压力容器外部。与现有技术相比，本发明采用在一个整体的加压容器内同时消解多个样品的方式来完成样品的消化前处理，以同样条件确保测试结果的准确性，并使消解时产生的气体得到过滤处理，具有快速、安全、环保、节能的优点。

Description

一种平衡加压式高效消解装置

技术领域

本发明涉及一种消解装置，尤其是涉及一种平衡加压式高效消解装置。

背景技术

在定性或定量的化学分析中，对某些元素的分析可采用一种消解的方式进行前处理，即在酸性介质、氧化剂存在的条件下加热，消解有机物，使所测元素转化为简单的无机阳离子形式。消解可避免某些干扰，保证测试结果的准确性，消解的方式通常有两种：

1、常规消解，试验样品置于玻璃烧杯中，加入消化剂后通常采用电炉或电热板加热。缺点在于溶液在蒸发时不但造成大量的热损耗，而且容易造成溶液起泡溢出，导致实验失败。

2、微波消解，试验样品置于微波消化管中，加入消化剂后置于微波消解仪中进行微波消解。缺点在于存在微波泄露而危害人身健康、消化管压力传感系统失控导致压力异常升高而发生爆炸的危险、个别消化管密封泄漏而引入实验误差。

与现有技术相比，本发明采用在一个整体的加压容器内同时消解多个样品的方式来完成样品的消化前处理，解决了消化实验时因溶液起泡外溢或消化管密封泄漏而影响实验结果，避免了因微波泄露、压力失控等情况导致的安全事故。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于化学分析时样品前处理的平衡加压式高效消解装置，以解决在消化实验过程中发生的溶液起泡外溢、消化管密封泄漏、微波泄露、压力失控等事故。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种平衡加压式高效消解装置，该装置包括压力容器、加压单元、加热块、加热电阻丝、空气降温管路、空压机、样品管及出气管；

所述的加压单元与压力容器连通，为压力容器加压，所述的加热块设在压力容器内，所述的加热电阻丝与加热块连接，对加热块加热，所述的空气降温管路穿插在加热块内部，对加热块降温，所述的空气降温管路的一端与设在压力容器外部的空压机连接，另一端延伸到压力容器的外部，所述的样品管插在加热块上，所述的出气管的一端设在压力容器内部，另一端延伸到压力容器外部。

所述的加压单元包括高压气源及进气管，所述的高压气源通过进气管与压力容器连通，所述的进气管上设有减压阀和进气稳压调节阀，高压气源提供空气或其它惰性保护气体，减压阀用于调节高压气源的出口压力，进气稳压调节阀用于稳定压力容器中的压力。当压力容器中的压力低于设计值时，进气稳压调节阀自动打开并向压力容器中补充气体，使其压力上升。

所述的加热块上开设有蜂巢状样品管孔，所述的样品管插在样品管孔内。

所述的加热块为铝制加热块。

该装置还包括温度传感控制器与压力传感器，所述的温度传感控制器设在压力容器的外侧并与加热块连接，温度传感控制器用于显示并控制加热块的温度；所述的压力传感器设在压力容器的顶部并与压力容器内部连通，压力传感器用于显示压力容器中的压力。

所述的压力容器的顶端设有安全阀，当压力容器中的压力高于安全设定值时，可通过安全阀向室外排放气体，以保证系统安全。

出气管位于压力容器外部的一端与气体处理器连接，所述的气体处理器与出气管之间设有出气稳压调节阀和手动旁路阀，所述的出气稳压调节阀用于稳定压力容器中的压力，当压力容器中的气体因加热而使压力高于设计值时，出气稳压调节阀自动打开并排放出部分气体，使其压力下降。当实验结束或出现意外情况时，可通过手动旁路阀调节排放压力容器中的气体。

所述的气体处理器内部装填吸附过滤介质，使排放室外的气体符合环保要求。

所述的空压机与空气降温管路之间设有膨胀节流阀，膨胀节流阀用于对空压机出口的冷却用空气进行减压膨胀降温，同时可控制空气压力。

所述的压力容器为带盖的密封结构。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

1、采用在加热前用有一定压力的气源对压力容器进行充气加压，使加热过程始终在一定压力的条件下进行，从而提高了消化剂的沸点。因此消解过程可在消化剂溶液无沸腾的情况下进行，溶液不会外溢、减量，确保了测试结果的准确性。

2、不必像微波消化管那样对样品管进行逐个密封，所有的样品管都在压力容器中，处于相同的压力环境中，压力的大小可以通过稳压阀进行调节，保证消解过程中各个样品管所处的条件一致，避免因压力不同造成实验结果误差，也避免压力失去控制造成事故。

3、在加压时样品管内外受到的压力是平衡一致的，因此样品管可使用普通的玻璃试管，降低了实验成本。

4、废气通过管线排放，并经过吸附过滤处理，减少了环境污染；采用内加热方式，样品溶液无沸腾，减少了热量损耗，因此具有环保、节能的功效。

5、采用多重安全保障，确保系统安全。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1为高压气源，2为减压阀，3为进气稳压调节阀，4为加热电阻丝，5为空气降温管路，6为加热块，7为温度传感控制器，8为压力传感器，9为安全阀，10为压力容器，11为出气管，12为样品管，13为气体处理器，14为出气稳压调节阀，15为手动旁路阀，16为膨胀节流阀，17为空压机，18为进气管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种平衡加压式高效消解装置，如图1所示，该装置包括压力容器10、加压单元、加热块6、加热电阻丝4、空气降温管路5、空压机17、样品管12、出气管11、温度传感控制器7、压力传感器8；其中，压力容器10为带盖的密封结构，加热块6为铝制加热块，加压单元与压力容器10连通，加热块6设在压力容器10内，加热电阻丝4与加热块6连接，为加热块6加热，空气降温管路5穿插在加热块6内部，用于为加热块6降温，空气降温管路5的一端与设在压力容器10外部的空压机17连接，空气降温管路5的另一端延伸到压力容器10的外部，加热块6上开设有蜂巢状样品管孔，样品管12插在样品管孔内，样品管12用以盛放待消解的样品，出气管11的一端设在压力容器10内部，出气管11的另一端延伸到压力容器10外部。温度传感控制器7设在压力容器10的外侧并与加热块6连接，温度传感控制器7用于显示并控制加热块6的温度；压力传感器8设在压力容器10的顶部并与压力容器10内部连通，压力传感器8用于显示压力容器10中的压力。加压单元包括高压气源1及进气管18，高压气源1通过进气管18与压力容器10连通，进气管18上设有减压阀2和进气稳压调节阀3，高压气源1提供空气或其它惰性保护气体，减压阀2用于调节高压气源1的出口压力，进气稳压调节阀3用于稳定压力容器10中的压力。当压力容器10中的压力低于设计值时，进气稳压调节阀3自动打开并向压力容器10中补充气体，使其压力上升。压力容器10的顶端设有安全阀9，当压力容器10中的压力高于安全设定值时，可通过安全阀9向室外排放气体，以保证系统安全。出气管11位于压力容器10外部的一端与气体处理器13连接，气体处理器13与出气管11之间设有出气稳压调节阀14和于动旁路阀15，出气稳压调节阀14用于稳定压力容器10中的压力，当压力容器10中的气体因加热而使压力高于设计值时，出气稳压调节阀14自动打开并排放出部分气体，使其压力下降。当实验结束或出现意外情况时，可通过手动旁路阀15调节排放压力容器10中的气体。气体处理器13内部装填吸附过滤介质，使排放室外的气体符合环保要求。空压机17与空气降温管路5之间设有膨胀节流阀16，膨胀节流阀16用于对空压机17出口的冷却用空气进行减压膨胀降温，同时可控制空气压力。

使用本发明的平衡加压式高效消解装置的具体步骤如下：

1、称取一定量的实验样品于样品管12中，并加入一定体积的消化剂(如硝酸等)；打开压力容器10，将样品管置于加热块6的样品管孔中，密封压力容器10。

2、根据实验需要，设定进气稳压调节阀3、出气稳压调节阀14、安全阀9的压力值，同时通过温度传感控制器7设定加热温度。

3、关闭手动旁路阀15、膨胀节流阀16，同时在气体处理器13中填装好吸附过滤介质。

4、开启高压气源1，打开减压阀2，向压力容器10中注入一定压力的空气或其它惰性气体，由进气稳压调节阀3控制压力容器10中的压力达到设计值。压力容器10中的实际压力值由压力传感器8显示。

5、开启加热电源，通过加热电阻丝4对加热块6加热升温，对样品管12中的样品进行加热消化处理。实际加热温度由温度传感控制器7显示。

6、当温度升高，导致压力容器10中气体膨胀，压力超过设计值时，气体通过出气管11由出气稳压调节阀14自动排出，使整个实验在保持压力容器10中压力恒定的情况下进行。

7、当压力容器10中压力值出现瞬间异常升高超出安全设定值时，安全阀9可自动排气，以保证系统安全。

8、消化实验结束时，关闭加热电源，关闭高压气源1及减压阀2：开启手动旁路阀15，排放压力容器10中的气体，并使气体流经气体处理器13中的吸附过滤介质处理后排出室外。同时开启空压机17，调节膨胀节流阀16，向空气降温管管路5中注入冷空气，达到快速降温的目的。

9、当压力传感器8、温度传感控制器7显示压力容器10已达常温常压时，关闭空压机17，开启压力容器10，取出样品管12，完成消化实验。

Claims (10)

1.一种平衡加压式高效消解装置，其特征在于，该装置包括压力容器、加压单元、加热块、加热电阻丝、空气降温管路、空压机、样品管及出气管；

所述的加压单元与压力容器连通，为压力容器加压，所述的加热块设在压力容器内，所述的加热电阻丝与加热块连接，对加热块加热，所述的空气降温管路穿插在加热块内部，对加热块降温，所述的空气降温管路的一端与设在压力容器外部的空压机连接，另一端延伸到压力容器的外部，所述的样品管插在加热块上，所述的出气管的一端设在压力容器内部，另一端延伸到压力容器外部。

2.根据权利要求1所述的一种平衡加压式高效消解装置，其特征在于，所述的加压单元包括高压气源及进气管，所述的高压气源通过进气管与压力容器连通，所述的进气管上设有减压阀和进气稳压调节阀。

3.根据权利要求1所述的一种平衡加压式高效消解装置，其特征在于，所述的加热块上开设有蜂巢状样品管孔，所述的样品管插在样品管孔内。

4.根据权利要求1所述的一种平衡加压式高效消解装置，其特征在于，所述的加热块为铝制加热块。

5.根据权利要求1所述的一种平衡加压式高效消解装置，其特征在于，该装置还包括温度传感控制器与压力传感器，所述的温度传感控制器设在压力容器的外侧并与加热块连接；所述的压力传感器设在压力容器的顶部并与压力容器内部连通。

6.根据权利要求1所述的一种平衡加压式高效消解装置，其特征在于，所述的压力容器的顶端设有安全阀。

7.根据权利要求1所述的一种平衡加压式高效消解装置，其特征在于，出气管位于压力容器外部的一端与气体处理器连接，所述的气体处理器与出气管之间设有出气稳压调节阀和手动旁路阀。

8.根据权利要求7所述的一种平衡加压式高效消解装置，其特征在于，所述的气体处理器内部装填吸附过滤介质。

9.根据权利要求1所述的一种平衡加压式高效消解装置，其特征在于，所述的空压机与空气降温管路之间设有膨胀节流阀。

10.根据权利要求1所述的一种平衡加压式高效消解装置，其特征在于，所述的压力容器为带盖的密封结构。